揭秘"天宮二號(hào)"背后的主力團(tuán)隊(duì)

    9月15日22時(shí)04分，中秋佳節(jié)團(tuán)圓時(shí)，我國(guó)第一個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室“天宮二號(hào)”發(fā)射。在上海航天技術(shù)研究院，參與研制的后方工作人員與在北京飛控中心、酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心指揮控制大廳的同事一起，為天宮二號(hào)的每一個(gè)動(dòng)作牽腸掛肚。 對(duì)參與研制任務(wù)的上海航天人來(lái)說(shuō)，這注定是一個(gè)難忘而忙碌的中秋之夜。

    “孿生兄弟”內(nèi)涵不同

    本次任務(wù)中，上海航天技術(shù)研究院承擔(dān)了天宮二號(hào)電源分系統(tǒng)、對(duì)接機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)、測(cè)控通信子系統(tǒng)、總體電路（電纜網(wǎng)）、資源艙結(jié)構(gòu)及總裝工作。

    實(shí)際上，天宮二號(hào)和天宮一號(hào)是在同一個(gè)平臺(tái)上研制出來(lái)的“孿生兄弟”，天宮二號(hào)最早是天宮一號(hào)的“備份件”，如果“哥哥”出現(xiàn)異常狀況，“弟弟”就要頂上。2011年，“哥哥”天宮一號(hào)的完美演出，讓弟弟當(dāng)時(shí)沒(méi)有出場(chǎng)，但從此弟弟卻有了更神圣的使命——作為真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展太空科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

    “天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室是在天宮一號(hào)備份目標(biāo)飛行器的基礎(chǔ)上改進(jìn)研制而成的，采用實(shí)驗(yàn)艙和資源艙兩艙構(gòu)型。”上海航天技術(shù)研究院載人航天工程專家查學(xué)雷說(shuō)：“實(shí)驗(yàn)艙大家比較熟悉，出現(xiàn)在電視畫面中航天員太空駐留的部分便是，相對(duì)而言，資源艙是不為人知的幕后英雄。”

    天宮二號(hào)資源艙是整器能源的締造者，由上海航天技術(shù)研究院抓總研制，身高3米多，腰圍也接近3米，是個(gè)上下一般粗的大家伙，他的個(gè)頭比實(shí)驗(yàn)艙矮，卻為天宮二號(hào)提供所有的動(dòng)能和電能，航天員維持生命的氧氣也儲(chǔ)存在這里。

    為了適應(yīng)任務(wù)的變化，資源艙進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)設(shè)計(jì)，與實(shí)驗(yàn)艙一起全力保障天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)任務(wù)：接受載人飛船和貨運(yùn)飛船訪問(wèn)，考核驗(yàn)證航天員中期駐留、推進(jìn)劑補(bǔ)加等空間站相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，并開(kāi)展航天醫(yī)學(xué)、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和空間應(yīng)用技術(shù)試驗(yàn)，以及在軌維修試驗(yàn)和空間站技術(shù)驗(yàn)證試驗(yàn)。

    “拆除改裝”步步驚心

    “新裝一個(gè)毛坯房，還是改造二手房，哪個(gè)容易？改裝的麻煩更多，設(shè)計(jì)師、工藝師、總裝、吊裝、電裝、精測(cè)、檢驗(yàn)各工種要環(huán)環(huán)相扣，密切配合，哪一步?jīng)]做好都會(huì)影響全局。”查學(xué)雷說(shuō)，
天宮二號(hào)資源艙總裝設(shè)備近150臺(tái)/套，空間應(yīng)用系統(tǒng)載荷設(shè)備數(shù)量比天宮一號(hào)增加不少，在不影響原有設(shè)備安裝狀態(tài)前提下，研制人員只能見(jiàn)縫插針。第一步需要把資源艙上設(shè)備、熱控多層、電纜、管路、報(bào)廢的支架全部拆除，然后在艙上鉆孔，安裝支架，最后把沿用的管路和設(shè)備、電纜、新增的管路和設(shè)備、熱控多層等重新安裝到艙上。

    “大量新增的設(shè)備對(duì)艙體的動(dòng)力學(xué)性能有什么影響？改裝中的多余物如何控制？是否還有其他未曾預(yù)料到的風(fēng)險(xiǎn)？這些問(wèn)題時(shí)時(shí)刻刻困擾著我們，一刻不敢放松。”最終，團(tuán)隊(duì)通過(guò)改裝初樣天宮一號(hào)結(jié)構(gòu)熱控資源艙來(lái)了一次全面的摸底。“我們進(jìn)行了支架拆除、管路拆除、設(shè)備拆除、單艙振動(dòng)試驗(yàn)、整器力學(xué)試驗(yàn)、EMC試驗(yàn)等共計(jì)20項(xiàng)技術(shù)驗(yàn)證工作，為正式改裝積累了經(jīng)驗(yàn)。”

    其次，天宮二號(hào)上的所有元器件，都要全部重新分析、校驗(yàn)、測(cè)試。“天宮二號(hào)2011年就做出來(lái)了，盡管當(dāng)時(shí) 身體 很好，但過(guò)了5年，有沒(méi)有問(wèn)題誰(shuí)也不知道，我們就只能一個(gè)個(gè)檢查，消除一切風(fēng)險(xiǎn)。”

    對(duì)研制人員來(lái)說(shuō)，資源艙內(nèi)每一臺(tái)設(shè)備、每一根電纜、每一個(gè)支架、每一個(gè)螺釘、每一個(gè)密封圈都是他們親手安裝的，像身體發(fā)膚一樣那么熟悉。他們有時(shí)蹲著，有時(shí)躺著，有時(shí)半趴著，一個(gè)姿勢(shì)保持個(gè)把小時(shí)都是常有的事。

    資源艙改進(jìn)研制工作為國(guó)家節(jié)約了大量的研制經(jīng)費(fèi)，僅結(jié)構(gòu)與支架就節(jié)約了數(shù)百萬(wàn)元，而大量的電子單機(jī)更是價(jià)值不菲。

    “攝像師”拍攝太空婚禮

    天宮二號(hào)今天出嫁，它將與一個(gè)多月后進(jìn)入太空的神舟十一號(hào)載人飛船進(jìn)行在軌交匯對(duì)接，上演一場(chǎng)浪漫而盛大的太空婚禮。

    記者在上海航天技術(shù)研究所的電子所實(shí)驗(yàn)室見(jiàn)到了婚禮“攝像師”的樣品件。鏡頭直徑大概20度厘米，看上去小巧，掂量起來(lái)卻有點(diǎn)重。

    為了讓太空活動(dòng)“看得見(jiàn)、看得清”，作為神舟十一號(hào)和天宮二號(hào)的“眼睛”，天宮二號(hào)裝上了4臺(tái)攝像機(jī)，其中艙內(nèi)2臺(tái)，艙外2臺(tái)。艙內(nèi)攝像機(jī)視場(chǎng)角度達(dá)超廣角100度，成像效果更好，色彩更鮮艷。

    “航天員在艙內(nèi)的活動(dòng)圖像，就靠艙內(nèi)攝像機(jī)來(lái)記錄。相比而言，拍攝太空婚禮的艙外攝像機(jī)難度更高。”技術(shù)負(fù)責(zé)人馮書宜說(shuō)，它們要接受兩大考驗(yàn)：一是空間環(huán)境的考驗(yàn)，長(zhǎng)時(shí)間暴露在太空環(huán)境下的2個(gè)艙外攝像機(jī)，不僅要承受太空晝夜兩面200多攝氏度的巨大溫差，還要面臨太空輻射、原子氧侵蝕等惡劣環(huán)境。二是，力學(xué)環(huán)境的考驗(yàn)。天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)對(duì)接時(shí)將產(chǎn)生劇烈震動(dòng)，普通攝像頭一震動(dòng)就會(huì)移焦，劇烈震動(dòng)會(huì)破壞整個(gè)功能結(jié)構(gòu)。

    研制人員通過(guò)計(jì)算仿真，模擬太空環(huán)境，針對(duì)太空艙外惡劣環(huán)境進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，并給艙外攝像機(jī)穿上了一層具有溫控功能的“保護(hù)膜”。“這4個(gè)攝像頭的像素還不是很高，我們目前已高研制出分辨率更高的升級(jí)版，將在明年貨運(yùn)飛船上使用。”

    為了讓太空活動(dòng)“聽(tīng)得到、聽(tīng)得清”，電子所研制的話音處理設(shè)備也是神舟十一和天宮二號(hào)的“耳朵”和“嘴巴”，保障了天地語(yǔ)音交互的功能。國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)的親切慰問(wèn)、天地太空授課的精彩講解與互動(dòng)都離不開(kāi)話音產(chǎn)品的“傾聽(tīng)”與“述說(shuō)”。

    參與12次發(fā)射不忘初心

    從1992年我國(guó)正式宣布開(kāi)啟載人航天工程事業(yè)，到1999年神舟一號(hào)飛船的成功發(fā)射，到2003年神舟五號(hào)將楊利偉送上太空，到2011年神舟八號(hào)與天宮一號(hào)圓滿完成我國(guó)首次空間交會(huì)對(duì)接，到今天天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室的成功發(fā)射，24年間，中國(guó)載人航天工程圓滿完成了12次發(fā)射任務(wù)，其中，上海航天載人航天團(tuán)隊(duì)在中國(guó)載人航天史冊(cè)上留下濃墨重彩的一筆。

    “我是從1994年加入載人航天工程研制工作的，經(jīng)歷了12次發(fā)射任務(wù)，每一次都是如履薄冰。”

    查學(xué)雷22年來(lái)一直從事載人航天艙體結(jié)構(gòu)和總裝研制工作。“一項(xiàng)工作從無(wú)到有的困難，不經(jīng)歷是無(wú)法想象的，經(jīng)歷過(guò)是畢生難忘的。”

    神舟9號(hào)進(jìn)行整船測(cè)試時(shí)，有一個(gè)熱控泵工作異常，相當(dāng)于空調(diào)系統(tǒng)出問(wèn)題了，必須在有限時(shí)間內(nèi)緊急修復(fù)。“這就像家里的隱蔽工程出問(wèn)題了，很難發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，還不能像家里裝修一樣拆開(kāi)來(lái)看。我們想出了解決方案，又不能隨便在實(shí)地驗(yàn)證，一旦方案不對(duì)，這個(gè)損失難以估量。”

    查學(xué)雷帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)趕回上海，緊急搭出一個(gè)仿真環(huán)境驗(yàn)證，通過(guò)視頻會(huì)議落實(shí)方案，又火速返會(huì)基地，連夜修復(fù)熱控泵。“一路走來(lái)，我們對(duì)載人航天事業(yè)的科學(xué)認(rèn)知在不斷加深，每次都要竭盡所能把能夠認(rèn)知到的問(wèn)題全部解決掉，確保不帶任何疑點(diǎn)上天。”

    今年7月份，查學(xué)雷已帶隊(duì)從上海出征，在基地工作了2個(gè)多月。“現(xiàn)在基地環(huán)境好多了，1999年神舟一號(hào)發(fā)射時(shí)，喝水都成問(wèn)題，吃飯前要喝醋中和一下。現(xiàn)在我們的主力隊(duì)員大部分都是80后、85后，吃得起苦，扛得起責(zé)任！”

    馮書宜今年32歲，已在上海航天工作了7年多。這次根據(jù)工作安排他留守在上海后方。“在電視里看直播也是一樣的，只要發(fā)射圓滿成功我就心滿意足了，畢竟我們的事業(yè)還有很多后續(xù)發(fā)展，上海還有很多工作很多難題需要我和團(tuán)隊(duì)一起攻克。”

    天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室的成功，對(duì)上海航天人來(lái)說(shuō)，只是一個(gè)新的起點(diǎn)。目前，上海航天神舟十一號(hào)的試驗(yàn)隊(duì)也已經(jīng)進(jìn)駐基地。“”神舟十一號(hào)將與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行空間交會(huì)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)航天員30天中期在軌駐留，驗(yàn)證后續(xù)空間站關(guān)鍵技術(shù)，2017年，我們還將開(kāi)展貨運(yùn)飛船的發(fā)射試驗(yàn)，每一場(chǎng)都是硬仗。”查學(xué)雷說(shuō)。<